钻孔应变观测干扰及异常分析

怀来台体积式钻孔应变仪安装于1988年,以应变固体潮为主要观测目标.多年来,取得了连续完整高质量的观测资料.本文列举了怀来钻孔应变的台址背景及仪器观测条件;分析了实际观测中钻孔应变资料受仪器零漂、气压、水位、降雨等因素的干扰;研究了钻孔应变在本区及邻区震前出现的记录曲线畸变、潮汐因子异常、应变固体潮畸变等不同形式的异常变化并对其进行特征分析.研究表明,钻孔应变观测是获取构造活动异常变化信息,进行地球物理研究、地震预测预报的有效途径.     

泉州地震台TJ-ⅡC观测资料综合分析

介绍了泉州地震台TJ-ⅡC钻孔应变仪的概况,对观测资料质量进行简单的分析。利用观测资料分钟值,对2002～2010年发生在中国台湾地区与印尼苏门答腊及附近区域强震记录特征进行了统计分析,研究了记录地震应变波的震级与震中距、记录到时差、记录振幅等有关问题,通过对记录到的震前应力异常变化的相关分析,寻求其映震能力的有关结果。     

山西忻州地区YRY-4分量钻孔应变仪典型干扰因素分析

YRY-4分量钻孔应变仪具有高分辨力特点,在实际运行过程中能够记录到多种类型的外界干扰,表现为观测曲线突变或趋势异常。选取山西忻州地区5套四分量钻孔应变仪自运行以来的观测资料,基于各类干扰因素特征进行分析,结果表明：在日常运行中,影响钻孔应变观测的典型干扰因素主要有观测系统、自然环境、场地环境、人为干扰等;观测系统运行稳定,映震效能良好。     

钻孔应变观测能够告诉我们些什么?

以YRY-4型四元件钻孔应变地震仪的观测资料为基础,结合不同的震例,探讨钻孔应变观测的意义。主要研究的内容有从多年应变的长期信号看地块的稳定与活动性;从各台站潮汐玫瑰图形的时空变化中,寻找我国大陆地质构造运动的特性及力源;通过汶川8级大地震前后,距汶川最近的姑咱地震台记录到的海量应变异常记录,认识大地震的前兆;通过观测数据的自洽与失洽、震前震源区岩层进入不可逆的"亚失稳态"等多方面的深入分析,进一步明确钻孔应变观测的作用。     

山东省泰安地震台钻孔同震应变变化资料的初步分析

对2000年元月1日至2003年4月30日间的体应变和差应变分钟值曲线图进行了统计,落实了220个有同震应变变化的地震。得知观测到应变波动的最大震中距是25467km,最小震级为ML2.9,进而对两套钻孔应变仪对地震波动的记录能力作了统计。     

岷县-漳县MS6.6地震前后甘肃前兆异常及响应特征

分析总结了2013年7月22日甘肃岷县—漳县MS6.6地震前后甘肃前兆台网观测资料变化情况,发现该地震前有7个台站、4种观测手段、14个测项出现了明显的异常,既有长期、中长期异常,也有短期和短临异常,说明对资料的分析既要看短期变化,还要看中期和长期变化。出现异常测点的震中距多数在200 km范围之内。另外部分水位、流量和水温测点的资料记录到不同程度的同震效应;形变观测多数测点记录到比较明显的同震响应,记录同震响应的测点与震中位置、方向、距离无明显关系。     

福建永安小陶地震台体应变大幅变化的异常核实分析

按照中国地震局异常核实要求,通过对福建永安小陶地震台钻孔体应变观测系统、观测环境进行逐项现场核实分析,结合观测资料的异常变化特征,重点进行多测项、多测点资料对比,核实引起体应变大幅变化的原因是降水干扰结束后卸除压性状态的非孕震异常。     

贵阳钻孔应变观测记录地震特征及典型大震同震效应分析

通过分析贵阳地震台钻孔应变观测记录的地震特征和同震应变波阶变情况,说明钻孔应变观测记录地震分量阶变变化与震源物理机制存在一定关系。     

高采样四分量钻孔应变仪记录应变地震波的可靠性分析

自2017年开始,陆续对中国地球物理台网10个钻孔应变测点的数据采集器进行升级,产出了大量的高采样钻孔应变观测数据。利用相关系数和自检精度2个检验四分量观测数据自洽性能的指标,定量分析了台站记录的2020年2月3日成都5.1级和2020年3月25日千岛群岛7.5级地震的应变地震波,结果显示高采样观测数据信度较高。对比分析了10个台站记录的2次地震的震相,证明高采样四分量钻孔应变仪具备记录清晰应变地震波的能力,且其可靠性较高。综合结果证明,高采样四分量钻孔应变观测可进一步为地震学研究提供新的数据资源。     

格尔木地震台钻孔应变仪映震性能分析

利用格尔木钻孔应变可靠的观测资料,通过分析典型震例前的分量日均值、差应变、日分钟值曲线变化特征,发现M≥7地震前有中短期异常,M≥6地震前有短临异常。通过分析震时分钟值曲线变化特征,发现钻孔应变仪同震阶变明显,两次海西地震的阶变幅度不尽相同。     

震前应变固体潮畸变的物理模式

本文根据岩石力学及固体潮理论，建立了孕震期弹性物体应变固体潮的物理模式，给出了其数学公式。通过分析潮汐应力与寻震应力的合力随潮汐力相位的变化，从物理本质上讨论了不同应力阶段应变固体潮曲线的形态特征；讨论了震前不同异常时期，应变固体潮畸变的不同特．点；并对震例进行了分析，同时，对应变固体潮畸变与地震三要素预报作了初步探讨。     

晋冀蒙交界地区强震前的电场异常

分析了晋冀蒙交界地区3次6级以上地震前的电场变化,发现各台异常具有如下相似特征:1)异常形态绝大部分为阶变类型,即突升(或突降)-转平-突降(或突升)型;2)异常具有非常明显的短临特征,统计的10次异常中有9次在震前1个月内存在异常;3)异常的持续性,即地震发生后异常持续一段时间就突然恢复到原来的水平,同震结束的现象较少;4)单测向异常,即强震前一般只在台站的1个测向出现异常,文中研究的异常信息多出现在NW或EW方向,与震中方位有关;5)异常幅度与震级及震中距密切相关。最后,通过与水位资料进行对比分析,认为这类异常与地下流体的运移关系密切     

2016年12月25日智利M7.6地震球型自由振荡检测

智利M7.6的地震激发了地球自由振荡,利用中国数字台网(CDSN)的10个台站记录到7 d的VHZ波形数据,采用功率谱密度估计方法,在没有滤波的情况下,提取了2016年12月25日智利地震激发的地球球型自由振荡基频振型_0S_4～_0S₅₃和一系列的谐频振型,并与PREM模型的理论自由振荡频率峰值进行对比,发现2.5～4.5×10¹³Hz的频率值与PREM模型预测的球型自由振荡周期符合得很好,说明本次地震确实激发了全球范围内的自由振荡,而4.5～6×10¹³ Hz的频率值稍微有偏离,这是由于地壳的横向不均匀所致,可以用来研究地球内部的构造。     

Hydrologic precursors to earthquakes: A review

This review summarizes reports of anomalous flow rates or pressures of groundwater, oil, or gas that have been interpreted as earthquake precursors. Both increases and decreases of pressure and flow rate have been observed, at distances up to several hundred kilometers from the earthquake epicenter, with precursor times ranging from less than one day to more than one year. Although information that might rule out nontectonic causes does not appear in many published accounts of hydrologic anomalies, several recent studies have critically evaluated the possible influences of barometric pressure, rainfall, and groundwater or oil exploitation. Anomalies preceding the 1976 Tangshan, China, and the 1978 Izu-Oshima-Kinkai, Japan, earthquakes are especially well-documented and worthy of further examination.Among hydrologic precursors, pressure head changes in confined subsurface reservoirs are those most amenable to quantitative interpretation in terms of crustal strain. The response of pressure head to earth tides determines coefficients of proportionality between pressure head and crustal strain. The same coefficients of proportionality should govern the fluid pressure response to any crustal strain field in which fluid flow in the reservoir is unimportant. Water level changes in response to independently recorded tectonic events, such as earthquakes and aseismic fault creep, provide evidence that a calibration based on response to earth tides may be applied to crustal strains of tectonic origin.Several models of earthquake generation predict accelerating stable slip on part of the future rupture plane. If precursory slip has moment less than or equal to that of the impending earthquake, then the coseismic volume strain is an upper bound for precursory volume strain. Although crustal strain can be only crudely estimated from most reported pressure head anomalies, the sizes of many anomalies within 150 kilometers of earthquake epicenters appear consistent with this upper bound. In contrast, water level anomalies at greater epicentral distances appear to be larger than this bound by several orders of magnitude.It is clear that water level monitoring can yield information about the earthquake generation process, but progress higes on better documentation of the data.     

体应变数据与水位干扰的定量校正方法

体积式应变测量仪，是高精度测量测点附近地应力相对变化的仪器，同时也记录了各种干扰所产生的力对探头的影响，尤其是地下流水作业闰变化比较大的时候，对体应变曲线影非常明显，只有把这明显的干扰进行数据处理，才能获得可靠的地震前兆信息，本文通过实例说明，采用局部曲线校正法进行数据处理，可以取得较为理想的效果。     

利用攀枝花仁和台压容应变资料预测强震

20世纪90年代中后期，攀枝花仁和钻孔应变台RZB－1型压容应变仪记录了数次强震。通过计算该台的主应变方向，并结合强震进行分析，发现强震发生的该台的最大或最小主应变方向附近；计算了该台单位体积应变势能值，发现强震发生在应变势能值升至峰值后回落的过程中。这两种方法对于强震预测有重要意义。对于这些现象给出弹性力学解释，并总结出了预报三要素判据。     

Strong motion envelope modelling of the source of the Chamoli earthquake of March 28, 1999 in the Garhwal Himalaya, India

Garhwal Himalaya has been rocked by two major earthquakes in the span of just eight years, viz. Uttarkashi earthquake of 20th Oct, 1991 and Chamoli earthquake of 28th March, 1999. Chamoli earthquake of March 28, 1999 was recorded at 11 different stations of a strong motion array installed in the epicentral region. The maximum peak ground acceleration (353 cm/s²) was recorded at an accelerograph located at Gopeshwar. The data from eleven stations has been used for comparison with the simulated acceleration envelopes due to a model of the rupture responsible for this earthquake. For simulation of acceleration envelope the method of Midorikawa (1993) has been modified for its applicability to Himalayan region. This method has earlier been used by Joshi and Patel (1997) and Joshi (1999) for the studyof Uttarkashi earthquake of 20th Oct, 1991. The same method has been used for study of Chamoli earthquake. Layered earth crust has been introduced in place of homogeneous one in this method. The model of rupture is placed at a depth of 12 km below the Munsiari thrust for modelling Chamoli earthquake. Peak ground acceleration was calculated from simulated acceleration envelope using layered as well as homogeneous earth crust. For the rupture placed in a layered crust model peak ground acceleration of order 312 cm/s² was simulated at Gopeshwar which is quite close to actually recorded value. The comparison of peak ground acceleration values in terms of root mean square error at eleven stations suggests that the root mean square error is reduced by inclusion of a layered earth crust in place of homogeneous earth crust.     

利用天然地震研究蒙城地震台区域范围内介质的品质因子Q值

基于单次散射模型的尾波功率谱分析法,利用安徽省蒙城区域数字地震台1999年12月30日记录震中距35 km,M_S 4.1地震波形资料计算蒙城地震台周边半径约55 km范围内区域地球介质不同频率的Q值,发现0.5—20 Hz频率范围内,Q值随频率的变化关系近似服从幂函数关系Q_c=Q_0f~η,Q_0为1 Hz时的Q值,即Q_c=27.04f~(0.9952±0.0004),其中Q值在13—533范围内,平均值为273,η值在0.9952±0.004。结果表明,蒙城地震台附近范围内Q值具有较强的频域依赖性,与他人研究求得的Q作比较,平均值结果接近该Q值可以较好反映当地地球介质的品质因子;给出当地地震波传播介质的平均自由程为15 km,探讨介质的品质因子Q(Q_c)值的物理意义及应用,对研究本地区的地震活动习性及震后趋势预测具有重要意义。     

大地震前体应变临震异常现象

本文对2011年1月至2014年4月间全球发生的80次MS≥7级地震前,二张营台和天堂河台Sacks体应变临震异常现象进行了研究,针对复杂震例提出了异常识别的前提条件。统计结果显示,体应变观测对震中距为8000km范围内的MS≥7级地震映震和前兆异常反映较好。同时,对异常现象进行了分类和描述,划分了三种异常类型:即固体潮畸变型、突变型和慢地震型,并对各种类型作了统计分析,初步探讨了力学性质。结果发现,体应变异常信息对未来大地震的发生具有一定的预示意义。     

地震作用下夯土城墙动力响应分析——以山丹明长城为例

2022年1月8日门源M6.9地震造成山丹明长城局部破坏。为研究此次地震作用下夯土城墙的动力响应与破坏特征,基于地震现场考察结果,采用振幅等效处理后的记录地震波为输入地震动,开展双向地震荷载作用下夯土城墙的动力响应数值分析,研究不同位置测点的最大位移、峰值加速度与墙体应力分布特征,探讨地震导致夯土城墙破坏的主要内因。研究结果表明：双向地震荷载作用下,墙体位移和峰值加速度(PGA)随着高度的增加逐渐增加,但距墙体底部0.5 m高度范围内PGA放大效应不明显,最大位移、加速度均出现在墙体顶部裂缝位置处;水平地震荷载作用下墙体的地震动响应更为显著;墙体的最大主应力、最大剪应力均出现在有裂缝处的底端掏蚀悬空部位,墙体裂缝、夯筑搭接、掏蚀悬空处应力集中明显;裂缝对夯土城墙的地震动放大效应在一定高度范围内表现为弱化作用,但随高度增加逐渐过渡为强化作用;裂缝可显著增强墙体顶部地震动响应,可能是本次地震诱发城墙破坏的主要内因。研究成果可为古城墙遗址的加固修缮提供科学指导。